LÍQUIDOS: DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE REFRAÇÃO (REFRATOMETRIA)

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PROFESSORA: Aparecida Barbosa Mageste.
ALUNOS: Bárbara Alice, Fabio Sousa
Líquidos: determinação do índice de refração (refratometria)
Introdução:
O fundamento da refratometria é bem simples. Quando uma luz penetra num liquido ela muda de direção; isto é chamado de refração. O ângulo de refração, medido em graus, indica à mudança de direção do feixe de luz. Um refratômetro obtém e transforma os ângulos de refração em valores de índices de refração.
O índice de refração é uma propriedade física importante de sólidos, líquidos e gases. A medida de índice de refração pode ser usada para determinar a concentração de uma solução pois, o índice de refração dela varia com a concentração. O índice de refração varia com a temperatura, com o comprimento d e onda d e luz e com a quantidade de sólidos dissolvidos em uma solução. 
A razão, n, dos senos dos ângulos de incidência e de refração é constante, sob um dado conjunto de condições, e igual à razão das velocidades da luz nos dois meios
A equação de Snell, também chamada de descartes, permite obter dados qualitativos e quantitativos que possibilitam identificar e estimar a concentração de solutos que apresentam o fenômeno da refração, relacionando os ângulos de incidência e refração com os índices de refração. A razão entre o seno do ângulo de incidência (i) e o seno do ângulo de refração (r) é constante e esta constante é igual ao índice de refração relativo (n), para um dado comprimento de onda.
Em geral, quando a densidade de um meio aumenta, o seu índice de refração também aumenta. Como variações de temperatura e pressão alteram a densidade, concluímos que essas alterações também alteram o índice de refração. No caso dos sólidos, essa alteração é pequena, mas para os líquidos, as variações de temperatura são importantes, e no caso dos gases tanto as variações de temperatura como as de pressão devem ser consideradas.
O valor do índice de refração em qualquer meio, exceto o vácuo, é sempre maior que a unidade (n>1). Portanto, quanto maior o índice de refração de um material, em relação ao ar, maior será o desvio da luz quando passa do ar para esse material. A maioria dos índices de refração é menor que 2; uma exceção é o diamante, cujo índice é aproximadamente 2,4. Os equipamentos que fazem essa mensuração do índice de refração são os chamados de refratômetros.
O refratômetro é um instrumento simples que pode ser usado para medir concentrações de soluções aquosas, consumindo apenas umas poucas gotas da solução. Sua aplicação estende-se pelas áreas de alimentos, agricultura, química e em indústrias de manufaturados.
Um dos mais usados é o refratômetro de Abbe.
Refratômetro de Abbe e percurso da luz no seu interior
Objetivos:
Este trabalho tem como objetivos:
Determinar o índice de refração de vários líquidos orgânicos de uma série homóloga de álcoois e de um hidrocarboneto a fim de se calcular a refração molar dos grupos metileno e hidroxila;
Determinar o índice de refração de uma mistura binária em proporções conhecidas, construir a curva padrão do índice de refração em função da concentração, e utilizar esta curva na obtenção da concentração de uma mistura problema.
Materiais equipamentos e reagentes:
Refratômetro de Abbe;
Pipetas graduadas (1 mL);
Metanol;
Etanol;
1-Propanol;
1-Butanol;
Acetona;
Clorofórmio;
n-Hexano
Misturas de acetona e de clorofórmio de frações molares 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 e 1,0;
Mistura problema.
Procedimento experimental:
Colocou-se o refratômetro próximo a uma fonte de luz de modo a iluminar o sistema do prisma;
Abriu-se e girou-se o sistema do prisma de modo que a superfície do componente opaco ficasse na posição horizontal;
Colocou-se 3 gotas de metanol nesta superfície e fechou-se rapidamente o sistema a fim de evitar a evaporação do líquido;
Após procurar a posição do sistema do prisma em que a linha de separação luz-sombra ficasse bem nítida e exatamente no cruzamento das linhas do retículo da ocular, anotou-se o índice de refração na tabela 1;
Abriu-se o sistema do prisma e limpou-o com papel macio e embebido no tetracloreto de carbono;
Este mesmo procedimento foi repetido para o etanol, 1-propanol, 1-butanol e n-hexano, sempre calibrando o aparelho. Anotou-se os resultados na tabela 1.
Leu-se também os índices de refração das misturas de acetona – clorofórmio das frações molares de 0,0 a 1,0 e o da mistura – problema, anotando-os na tabela 2.
Apresentação e discussão dos resultados:
	SUBSTÂNCIA	MM (g/mol)	(g/mL)	n	Rm (mL/mol)
	METANOL	32,04	0,7914	1,3285	8,224
	ETANOL	46,07	0,7893	1,3605	12,897
	1-PROPANOL	60,09	0,8036	1,3830	17,44
	1-BUTANOL	74,12	0,8098	1,396	21,98
	n-HEXANO	86,17	0,8136	1,3795	24,21
MM= massa molar
= densidade
n= índice de refração
Rm= refração molar
TABELA 1
	FRAÇÃO MOLAR (x acetona)	ÍNDICE DE REFRAÇÃO
	0,00	1,442
	0,10	1,433
	0,20	1,424
	0,30	1,414
	0,40	1,4055
	0,50	1,399
	0,60	1,3915
	0,70	1,3825
	0,80	1,374
	0,90	1,366
	1,00	1,356
	X	1,3945
TABELA 2: VALORES DOS ÍNDICES DE REFRAÇÃO DAS MISTURAS ACETONA – CLOROFÓRMIO COM DIFERENTES FRAÇÕES MOLARES
GRÁFICO REFRAÇÃO MOLAR DOS ÁLCOOIS VERSUS MASSA MOLECULAR
Usando-se a fórmula descrita abaixo:
MM do grupo metileno= 14g/mol
Logo, Rm para o grupo metileno= 
CÁLCULO DO Rm PARA O GRUPO METILENO